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Pr. Bernard DubrayCentre Henri Becquerel
Université de Rouen, LITIS EA4108Rouen, France
RadiobiologieEffets des rayonnements ionisants
sur les organismes vivants
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Rayonnement ionisant
Absorption de l’énergie par le cortège électronique
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Relation dose - effet
L’effet augmente avec la dose• quantifier• expliquer
Dose
Effet
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Radiobiologie clinique
Dose physique
Modalités d’irradiation− volume irradié− facteurs temps
Traitements associés− sensibilisants− protecteurs− autres agressions
Effet biologique
Facteurs biologiques− réparation− prolifération− oxygénation− réserve fonctionnelle
Facteurs liés au patient− âge, habitus− antécédent pathologiques− prédisposition génétique
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Échelle de temps
Lacombe Canc Radiother 2013
Phase biologique
Phase clinique
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Effets déterministes- la tartine de confiture -
• Dose seuil• quelques Gy à dizaines de Gy
• La gravité augmente avec la dose
• Précoces ou tardifs
• Prédiction individuelle possible• prévention « facile » …
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Réactions précoces (< 6 mois)
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Réactions tardives (> 6 mois)
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Effets stochastiques- la tartine de crème de marron -
• La gravité est indépendante de la dose• tout ou rien !
• La probabilité augmente avec la dose• pas de dose seuil (ou très faible ?)
• Prédiction individuelle impossible• peu fréquents• non spécifiques• (très) tardifs
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Cancers radio-induits
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Effets biologiques
Lésions de l’ADN
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Échelle de temps
Lacombe Canc Radiother 2013
Phase biologique
Phase clinique
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Nature du rayonnement
1 Gy = 1000 SSB + 40 DSB per cell
UN
SC
EA
R 2
000
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Dosimétrie biologique
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Bases SSB DSBN / Gy / cell 10000 1000 40T1/2 (min) 5 - 10 10 - 20 > 50
Mécanismesexcision - resynthèse
recombinaisonsuture
Mécanismes de réparation
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Effets biologiques
Mort cellulaire
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Échelle de temps
Lacombe Canc Radiother 2013
Phase biologique
Phase clinique
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Mort cellulaire
Mort mitotique : une cellule n’est vivante QUE si elle est capable de se multiplier
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Survie cellulaire
SF = N colonies / N cellules x PE
>50 cellules <50 cellules
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Courbes de survie cellulaire
ED50
ED90
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Courbes de survie cellulaire
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
0 2 4 6 8 10 12 14
Dose (Gy)
Fra
ctio
n su
rviv
ante
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
0 2 4 6 8 10 12 14
Dose (Gy)
Fra
ctio
n su
rviv
ante
Exponentielle Linéaire- quadratique
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Efficacité Biologique Relative
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Cycle cellulaire
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Effet oxygène
OE
R
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Réparations de l’ADN
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Débit de dose
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Chimio-radiothérapie
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Fractionnement
Doses fractionnéesSF (D) = exp.(-nd-nd2)
= exp.(-D-dD)
Doses uniques croissantesSF (d) = exp.(-d-d2)
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Intervalle entre les fractions
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Faibles doses
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Effets biologiques
Effets tissulaires
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Échelle de temps
Lacombe Canc Radiother 2013
Phase biologique
Phase clinique
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Effets tissulaires
• tumeur : cible du traitement• effet précoce
• organes à risque• effets précoces• effets tardifs
• cancers radio-induits : radioprotection• patients, professionnels, population• effets très tardifs
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Relation dose-effet
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Dose létale 50
![Page 36: Pr. Bernard Dubray Centre Henri Becquerel Université de Rouen, LITIS EA4108 Rouen, France Radiobiologie Effets des rayonnements ionisants sur les organismes](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/551d9ddc497959293b8e8c19/html5/thumbnails/36.jpg)
ɣ50 : OAR vs tumeurs
![Page 37: Pr. Bernard Dubray Centre Henri Becquerel Université de Rouen, LITIS EA4108 Rouen, France Radiobiologie Effets des rayonnements ionisants sur les organismes](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/551d9ddc497959293b8e8c19/html5/thumbnails/37.jpg)
Prolifération tumorale
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En cas d’interruption ... tumeurs
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Conclusion (I)
• temporalité
• ADN• lésion• réparation
• mort cellulaire• courbes de survie
• effets tissulaires• relation dose-effet